JP7405195B1 - 乗客コンベア - Google Patents

Abstract

【課題】乗客コンベアにおいて、停電の発生から電動機の減速制御を開始するまでの遅延を少なくする。【解決手段】踏み段を駆動する電動機を駆動するインバーターは、コンバーター部、キャパシター、インバーター部、及び、インバーター制御部３４を具える。コンバーター部は、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する。キャパシターは、この直流電力を平滑化する。インバーター部は、平滑化済の直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力する。インバーター制御部３４は、計測部３４１、第１判定部３４２、及び減速制御部３４３を有する。計測部３４１は、キャパシター３２の極板間電圧を計測する。第１判定部３４２は、極板間電圧が第１基準値以下であるか否か判定する。減速制御部３４３は、第１判定部３４２による判定結果が肯定である場合に、電動機２０を減速させる減速制御を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、停電の発生から電動機の減速を開始するまで遅延を少なくすることのできる乗客コンベアに関するものである。

エスカレーターや動く歩道などの乗客コンベアでは、動作電力の供給が停止する停電が発生した場合、ブレーキによる緊急停止が行なわれている。しかしながら、ブレーキによる緊急停止では、乗客が転んで怪我をすることが懸念される。そこで、乗客コンベアの運行中に停電が発生した場合には、ブレーキにより急停止させるのではなく、乗客コンベアを駆動する電動機の回生電力を利用したインバーター制御によって、乗客コンベアを緩やかに減速させて停止させる技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１の乗客コンベアでは、電動機の他に、主回路部と、ブレーキ装置と、制御回路部と、蓄電装置と、を具える。主回路部には、電動機を駆動するインバーター部及びインバーター部を制御するインバーター制御部が含まれる。ブレーキ装置は、制御回路部による制御に応じて電動機を制動する。そして、停電の検出は制御回路部により行なわれ、停電を検出した制御回路部は、電動機を減速させるためのインバーター制御信号を主回路に出力する。電動機が減速する過程で発生する回生電力は抵抗等に供給されることによりジュール熱として廃棄されているが、制御回路部は、この回生電力をインバーター部に供給する制御も行なうようにしている。これにより、停電時には蓄電装置から制御回路部に動作電力が供給されるので、電動機を減速させるためのインバーターの制御を確実に実行できる。

特許第６５３３５４８号公報

特許文献１では、電動機を減速させるためのインバーター制御信号を乗客コンベアに搭乗している乗客数及び運行方向により定まる負荷に応じて生成すること、及び、回生電力を廃棄するか、電動機の減速に利用するかの切替えは、制御回路部において行なわれる。このため、停電の発生から電動機の減速が開始されるまでに遅延が発生してしまう。すなわち、停電の発生から電動機の減速が開始されるまでの間、インバーター部に充電された直流電力は電動機の通常駆動に浪費されるから、負荷の大きさによっては、回生電力を加味しても、電動機を十分に減速させる直流電力を確保できない虞があった。

本発明の目的は、停電の発生から電動機の減速を開始するまでの遅延を少なくすることのできる乗客コンベアを提供することである。

本発明に係る乗客コンベアは、
無端状に連結された複数の踏み段と、
前記複数の踏み段を駆動する電動機と、
交流電源から第１交流電力が入力され、前記電動機を駆動する第２交流電力を発生させるインバーターと、を具え、
前記インバーターは、
前記第１交流電力を直流電力に変換するコンバーター部と、
前記直流電力を平滑化するためのキャパシターと、
前記キャパシターにより平滑化された前記直流電力を前記第２交流電力に変換して前記電動機へ出力するインバーター部と、
前記コンバーター部及び前記インバーター部の作動制御を行なうインバーター制御部と、を具え、
前記インバーター制御部は、
前記キャパシターに充電された直流電力の電圧を計測する計測部と、
前記計測部により計測された電圧が第１基準値以下であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部による判定結果が肯定である場合に、前記インバーター部に前記電動機を減速させる減速制御を実行する減速制御部と、を有する。

前記キャパシターは、前記電動機において発生する回生電力により充電され、
前記減速制御部は、
前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧に応じて前記減速制御を行なう期間の長さを制御する。

前記減速制御部は、
前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧が、前記第１基準値以下であるか否かを判定する第２判定部と、
前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧が、前記第１基準値よりも低い第２基準値以下であるか否かを判定する第３判定部と、
前記第２判定部による判定結果が否定である場合には、前記期間の長さを第１の値に設定し、
前記第２判定部による判定結果が肯定であり、且つ前記第３判定部による判定結果が否定である場合には、前記期間の長さを前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、
前記第２判定部による判定結果が肯定であり、且つ前記第３判定部による判定結果が肯定である場合には、前記インバーター部から前記電動機への前記第２交流電力の供給を遮断することにより前記減速制御を中止する、調整部と、を更に有する。

本発明の乗客コンベアによれば、インバーターに配備されたキャパシターの電圧に基づいて、減速制御を行なうことができる。従って、停電発生から減速制御が開始されるまでの遅延を小さくすることができる、停電発生時にキャパシターに充電されていた直流電力が無駄な通常運行に浪費されることが回避され、当該直流電力を減速制御に有効利用することができる。

図１は、本発明の一実施形態によるエスカレーターの概略説明図である。 図２は、エスカレーターの電気的構成を示す図である。 図３は、インバーター制御部の構成例を示す機能ブロック図である。 図４は、インバーター制御部が実行する制御方法の流れを示すフローチャートである。 図５は、インバーター制御部が実行する制御方法における減速制御処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、本実施形態の効果を説明する図である。 図７は、本実施形態の効果を説明する図である。 図８は、本実施形態の効果を説明する図である。 図９は、本実施形態の効果を説明する図である。 図１０は、本実施形態の効果を説明する図である。 図１１は、本実施形態の効果を説明する図である。 図１２は、本実施形態の効果を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明を行なう。なお、実施形態中の数値等は例示であり、これらに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態によるエスカレーター１０の概略説明図である。エスカレーター１０は、本発明における乗客コンベアの一例である。図１に示すように、エスカレーター１０は、エスカレーター本体１１、電動機２０、インバーター３０、制御装置４０、及び、ブレーキ５０を有する。

エスカレーター本体１１は、建物の階床Ｆ１と、その上階床Ｆ２との間に懸架された状態で設置される。階床Ｆ１、Ｆ２には、利用者が乗降する乗降口１５，１６が設けられる。乗降口１５，１６は、踏み段１２及びハンドレール１３の走行方向に応じて乗り口又は降り口となる。エスカレーター１０の運行方向には、利用者を階床Ｆ１から階床Ｆ２へ搬送するＵＰ運行方向と、利用者を階床Ｆ２から階床Ｆ１へ搬送するＤＯＷＮ運行方向とがある。

エスカレーター本体１１は、無端状に連結された複数の踏み段１２と、左右一対の無端状のハンドレール１３と、を含む。踏み段１２及びハンドレール１３は、電動機２０により循環駆動される。エスカレーター本体１１は、電動機２０が出力する駆動力を踏み段１２及びハンドレール１３に伝達する動力伝達機構と、踏み段１２及びハンドレール１３の運行方向（エスカレーター１０の運行方向）及び運行速度（エスカレーター１０の運行速度）、並びに電動機２０の回転速度を検知する検知装置とを含むが、図１では、動力伝達機構及び検知装置の図示を省略している。

電動機２０は、例えば誘導電動機であって、インバーター３０から供給される交流電力により駆動することができる。電動機２０は、インバーター３０から供給される交流電力の周波数に応じた回転速度で動作する。停電等の異常が発生してない通常の運行状態では、踏み段１２及びハンドレール１３の走行速度は、インバーター３０から電動機２０へ供給される交流電力の周波数に応じて定まる。

インバーター３０には、商用交流電源等の外部電源から交流電力（三相交流電力）が入力される。インバーター３０は、外部電源から入力された交流電力の周波数を変換して電動機２０に供給することにより、電動機２０の回転速度を制御する。外部電源からインバーター３０に入力される交流電力は、本発明における第１交流電力の一例である。また、インバーター３０から電動機２０へ供給される交流電力は、本発明における第２交流電力の一例である。

制御装置４０は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を採用して構成することができる。図１では詳細な図示は省略しているが、制御装置４０には、商用交流電源等の外部電源又は外部電源により充電される蓄電装置から動作電力が供給される。そして、外部電源の停電が発生していない通常状態では、外部電源から制御装置４０へ動作電力が供給され、外部電源の停電時には蓄電装置から制御装置４０へ動作電力が供給される。

制御装置４０は、エスカレーター１０の運行を制御する。制御装置４０には、駆動状態信号、停止指示信号が入力される。駆動状態信号は、エスカレーター１０の運行速度及び運行方向、並びに電動機２０の回転速度を示す信号であり、前述した検知装置から制御装置４０へ出力される。停止指示信号は、踏み段１２及びハンドレール１３の走行を停止することを指示する信号であり、インバーター３０、又は、異常検知を行なう安全監視装置から制御装置４０へ出力される。なお、図１では、安全監視装置は図示していない。

制御装置４０は、駆動状態信号に基づいて、電動機２０の回転方向及び回転速度を指定するインバーター制御信号をインバーター３０に出力する。また、制御装置４０は、停止指示信号を受信すると、ブレーキ５０の締結を指示するブレーキ締結信号を生成してブレーキ５０に出力する。

ブレーキ５０は、所謂メカブレーキであり、電動機２０の駆動軸により回転駆動される回転部材と、ブレーキシューと、回転部材へのブレーキシューの圧接及び離反を行なわせる電磁ソレノイドと、電磁ソレノイドへの通電を制御するドライバーとを有する。なお、電磁ソレノイド及びドライバーには、制御装置４０と同様に、通常状態では外部電源から動作電力が供給され、停電時には蓄電装置から動作電力が供給される。電磁ソレノイドは、非通電時に、ブレーキシューを回転部材に圧接させ、通電時に、ブレーキシューを回転部材から離隔させる。ドライバーは、制御装置４０からブレーキ締結信号を受信していないときは電磁ソレノイドに通電し、制御装置４０からブレーキ締結信号を受信したときは電磁ソレノイドへの通電を停止する。

ドライバーがブレーキ締結信号を受信すると、電磁ソレノイドが非通電状態になってブレーキシューが回転部材に圧接され、ブレーキ５０が締結状態となる。ブレーキ５０が締結状態になると、電動機２０の駆動力が動力伝達機構に伝達されなくなり、踏み段１２及びハンドレール１３の循環駆動が停止する。一方、ドライバーがブレーキ締結信号を受信していないときには、電磁ソレノイドが通電状態となってブレーキシューが回転部材から離隔し、ブレーキ５０が解放状態となる。これにより、電動機２０の駆動力が動力伝達機構に伝達され、踏み段１２及びハンドレール１３が循環駆動する。なお、ブレーキシューが回転部材に接触し始めて圧接が完了するまでには若干の遅延があるため、ブレーキ締結信号が出力されてから、踏み段１２及びハンドレール１３の循環駆動が完全に停止するまでには、その遅延に応じた若干量だけ踏み段１２及びハンドレール１３が走行する。

図２は、エスカレーター１０の電気的構成を示す図である。図２には、電動機２０、インバーター３０、制御装置４０、ブレーキ５０、及び、インバーター３０へ交流電力を供給する交流電源ＰＳが図示されており、検知装置、安全監視装置、及び、蓄電装置の図示は省略されている。図２に示すように、インバーター３０は、コンバーター部３１と、キャパシター３２と、インバーター部３３と、インバーター制御部３４と、を具える。

コンバーター部３１には、交流電源ＰＳから交流電力（三相交流電力）が入力される。コンバーター部３１は、交流電源ＰＳから入力される三相交流電力を直流電力に変換（交流から直流に変換）してインバーター部３３側に出力する。コンバーター部３１は、例えば、複数のトランジスタ等で構成される。コンバーター部３１は、複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦタイミングがインバーター制御部３４により制御される。これにより、交流・直流変換が実現される。

キャパシター３２は、コンバーター部３１とインバーター部３３との間に設けられる。キャパシター３２は、コンバーター部３１から出力される直流電力を平滑化するとともに、この直流電力によって充電が行なわれる。また、キャパシター３２は、回生電力の発生時にインバーター部３３から出力される直流電力により充電が行なわれる。本実施形態におけるキャパシター３２は、単一の電解コンデンサーで構成しているが、複数の電解コンデンサーにより構成することもできる。また、キャパシター３２は、電解コンデンサー以外の容量素子によって構成しても構わない。

インバーター部３３には、キャパシター３２により平滑化された直流電力が入力される。インバーター部３３は、入力される直流電力を、電動機２０の駆動に適した電圧及び周波数の三相交流電力に変換（直流から交流に変換）して電動機２０に出力する。また、インバーター部３３には、例えば電動機２０を減速させる過程で電動機２０から回生電力（三相交流電力）が入力される。インバーター部３３は、電動機２０側から入力された回生電力を直流電力に変換（交流から直流に変換）してコンバーター部３１側に出力する。

インバーター部３３は、例えば、複数のトランジスタ等で構成される。インバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦタイミングは、インバーター制御部３４により制御される。これにより、上記の直流・交流変換、及び、交流・直流変換が実現される。

インバーター制御部３４は、コンバーター部３１及びインバーター部３３の作動制御を行なう。インバーター制御部３４は、電動機２０の駆動制御のための制御プログラムを記憶した記憶装置と、当該制御プログラムを実行するコンピュータとを含む。記憶装置には、制御プログラムを記憶したフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ、及び、制御プログラムを実行する際にワークエリアとして利用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリが含まれる。コンピュータの具体例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が挙げられる。なお、図２では、制御プログラム、記憶装置、及び、コンピュータは図示省略している。

インバーター制御部３４には、制御装置４０と同様に、通常状態では外部電源から動作電力が供給され、停電時には蓄電装置から動作電力が供給される。インバーター制御部３４では、例えば動作電力の供給開始を契機として上記コンピュータによる制御プログラムの実行が開始される。制御プログラムに従ってコンピュータが作動している状態では、インバーター制御部３４は、制御装置４０から与えられるインバーター制御信号とインバーター部３３の出力トルクとに応じて、インバーター制御信号の示す回転方向及び回転速度で駆動する交流電力が電動機２０に供給されるように、コンバーター部３１に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦの制御、及び、インバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦの制御を行なう。

本実施形態では、制御プログラムに従ってインバーター制御部３４のコンピュータが作動している状態では、インバーター制御部３４は、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧が直流中間段電圧以下となった場合に、インバーター部３３に電動機２０を減速させる制御（以下、減速制御）を開始する。本実施形態では、通常状態（即ち、交流電源ＰＳからコンバーター部３１に交流電力が供給されている状態）では、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧は所定の電圧範囲内の値に維持される。直流中間段電圧とは、当該電圧範囲の下限値であり、インバーター３０の仕様等に応じて定まる。本実施形態では、直流中間段電圧は２３５Ｖであるが、この値には限定されない。また、本実施形態において上記電圧範囲の上限値は２８０Ｖであるが、この値には限定されない。直流中間段電圧は本発明における第１基準値の一例である。キャパシター３２に充電された直流電力の電圧が直流中間段電圧を下回るということは、交流電源ＰＳからコンバーター部３１への交流電力の供給が停止したこと、即ち交流電源ＰＳの停電が発生したことを意味する。このように、本実施形態では、インバーター３０の内部においてキャパシター３２に充電された直流電力の電圧を監視することで交流電源ＰＳの停電が検知され、減速制御が開始される。

上記コンピュータが上記プログラムに従って作動している状態では、インバーター制御部３４は、図３に示されるように、計測部３４１、第１判定部３４２、及び、減速制御部３４３として機能する。つまり、図３における計測部３４１、第１判定部３４２、及び、減速制御部３４３の各部は、コンピュータをプログラム（ソフトウェア）に従って作動させることにより実現されるソフトウェアモジュールである。計測部３４１、第１判定部３４２、及び、減速制御部３４３の各部が担う機能は次の通りである。

計測部３４１は、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧を計測する。本実施形態では、キャパシター３２は単一の容量素子で構成されているため、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧とは、キャパシター３２の極板間電圧を意味する。キャパシター３２に充電された直流電力の電圧の具体的な計測方法については既存技術が適宜流用されればよい。第１判定部３４２は、計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧以下であるか否かを判定する。減速制御部３４３は、第１判定部３４２による判定結果が肯定である場合、即ち計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧以下である場合に、減速制御を開始する。また、減速制御部３４３は、減速制御を開始した後に計測部３４１により計測される電圧に応じて減速制御を行なう期間の長さを制御する。

より詳細には、減速制御部３４３は、図３に示されるように、第２判定部３４３ａ、第３判定部３４３ｂ、調整部３４３ｃ、及び、ブレーキ処理部３４３ｄを含む。第２判定部３４３ａは、減速制御を開始した後に計測部３４１により計測される電圧が直流中間段電圧以上であるか否かを判定する。第３判定部３４３ｂは、減速制御を開始した後に計測部３４１により計測される電圧が、限界電圧未満であるか否かを判定する。限界電圧とは、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧が当該限界電圧を下回るとインバーター３０による電動機２０の駆動が困難となる電圧であり、前述の直流中間段電圧よりも低い電圧である。限界電圧も、直流中間段電圧と同様にインバーター３０の仕様に応じて設定される。本実施形態における限界電圧は１８０Ｖである。限界電圧は本発明における第２基準値の一例である。

調整部３４３ｃは、計測部３４１により計測される電圧が直流中間段電圧又は限界電圧に維持されるように、第２判定部３４３ａによる判定結果、及び、第３判定部３４３ｂによる判定結果に基づいて、電動機２０の減速制御を行なう期間の長さ及び電動機２０の回転速度の減速量を調整しつつ、減速制御を実行する。なお、減速制御における減速量については、減速制御を行なう期間内に電動機２０の回転速度が所定の閾値（本実施形態では、３ｍ／分）以下となるように、インバーター部３３の出力トルクに応じて設定される。また、減速制御を行なう期間の満了を待たずに電動機２０の回転速度が３ｍ／分以下となった場合、調整部３４３ｃは、減速制御を終了する。

本実施形態では、調整部３４３ｃは、第２判定部３４３ａによる判定結果が否定である場合には、減速制御を行なう期間の長さを第１の値（本実施形態では、１．６秒）に設定する。また、調整部３４３ｃは、第２判定部３４３ａによる判定結果が肯定であり、且つ第３判定部３４３ｂによる判定結果が否定である場合には、減速制御を行なう期間の長さを第１の値よりも小さい第２の値（本実施形態では、１、６秒未満、且つ０．９秒以上の値）に設定する。そして、調整部３４３ｃは、第２判定部３４３ａによる判定結果が肯定であり、且つ第３判定部３４３ｂによる判定結果も肯定である場合には、インバーター部３３から電動機２０への交流電力の供給を遮断し、所定時間（本実施形態では、０．７秒）に亘って電動機２０が惰性で回転し続けるフリーラン状態とする。第２判定部３４３ａによる判定結果が肯定であり、且つ第３判定部３４３ｂによる判定結果も肯定である場合に電動機２０をフリーラン状態にするのは、第３判定部３４３ｂによる判定結果が肯定であることは、インバーター３０による電動機２０の駆動制御が困難であることを意味するからである。

ブレーキ処理部３４３ｄは、調整部３４３ｃによる処理の完了後、停止指示信号を制御装置４０へ送信する。この停止指示信号に応じて制御装置４０がブレーキ締結信号をブレーキ５０へ送信することにより、ブレーキ５０が締結状態となり、踏み段１２及びハンドレール１３の循環駆動が完全に停止する。

また、コンピュータが制御プログラムに従って作動している状態では、インバーター制御部３４は、図４のフローチャートにより示される制御方法を周期的に実行する。本実施形態では、インバーター制御部３４は、エスカレーター１０の運行方向がＵＰ方向である場合とＤＯＷＮ方向である場合とで共通して、図４に示される制御方法を実行する。図４に示されるように、この制御方法は、第１判定処理ＳＡ１１０、通常制御処理ＳＡ１２０、及び、減速制御処理ＳＡ１３０を含む。

第１判定処理ＳＡ１１０では、インバーター制御部３４は、計測部３４１及び第１判定部３４２として機能する。第１判定処理ＳＡ１１０では、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧を計測し、計測された電圧が直流中間段電圧以下であるか否かを判定する。計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧を上回る場合、第１判定処理ＳＡ１１０の判定結果はＮｏ、即ち否定となる。計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧以下である場合、第１判定処理ＳＡ１１０の判定結果はＹｅｓ、即ち肯定となる。

第１判定処理ＳＡ１１０の判定結果が否定であれば、インバーター制御部３４は、通常制御処理ＳＡ１２０を実行する。通常制御処理ＳＡ１２０では、インバーター制御部３４は、制御装置４０から与えられるインバーター制御信号に従って、コンバーター部３１に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ及びインバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する。つまり、計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧を上回る状態では、電動機２０は制御装置４０により指定された回転方向及び回転速度で駆動し、エスカレーター本体１１は通常の運行状態となる。これに対して、第１判定処理ＳＡ１１０の判定結果が肯定であれば、インバーター制御部３４は、減速制御処理ＳＡ１３０を実行する。

図５は、減速制御処理ＳＡ１３０の流れを示すフローチャートである。図５に示されるように、減速制御処理ＳＡ１３０は、開始処理ＳＡ１３１０、第２判定処理ＳＡ１３２０、第３判定処理ＳＡ１３３０、第１減速処理ＳＡ１３４０、第２減速処理ＳＡ１３５０、フリーラン処理ＳＡ１３６０、及び、ブレーキ処理ＳＡ１３７０を含む。

開始処理ＳＡ１３１０では、インバーター制御部３４は、特許文献１における場合と同様に、電動機２０が減速するようにインバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する。電動機２０が減速する過程において発生する回生電力によってキャパシター３２が充電される。電動機２０が減速する過程において発生する回生電力によってキャパシター３２を充電するのは、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧が直流中間段電圧を上回る状態、又は、直流中間段電圧以下であるにしても限界電圧を上回る状態をできるだけ長く維持し、インバーター３０による電動機２０の制御をできるだけ長く継続できるようにするためである。

第２判定処理ＳＡ１３２０では、インバーター制御部３４は、計測部３４１及び第２判定部３４３ａとして機能する。第２判定処理ＳＡ１３２０では、インバーター制御部３４は、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧を計測し、計測された電圧が直流中間段電圧以下であるか否かを判定する。計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧を上回る場合、第２判定処理ＳＡ１３２０の判定結果はＮｏ、即ち否定となる。計測部３４１により計測された電圧が直流中間段電圧以下である場合、第２判定処理ＳＡ１３２０の判定結果はＹｅｓ、即ち肯定となる。

第２判定処理ＳＡ１３２０の判定結果が否定であれば、インバーター制御部３４は、第１減速処理ＳＡ１３４０を実行した後にブレーキ処理ＳＡ１３７０を実行する。第１減速処理ＳＡ１３４０では、インバーター制御部３４は、調整部３４３ｃとして機能する。第１減速処理ＳＡ１３４０では、インバーター制御部３４は、第１の値の示す期間に亘って、電動機２０の回転速度が所定の閾値以下となるようにインバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する。電動機２０が減速する過程において発生する回生電力によってキャパシター３２が充電される。ブレーキ処理ＳＡ１３７０では、インバーター制御部３４は、ブレーキ処理部３４３ｄとして機能する。ブレーキ処理ＳＡ１３７０では、インバーター制御部３４は、停止指示信号を制御装置４０へ送信する。

第２判定処理ＳＡ１３２０の判定結果が肯定であれば、インバーター制御部３４は、第３判定処理ＳＡ１３３０を実行する。第３判定処理ＳＡ１３３０では、インバーター制御部３４は、計測部３４１及び第３判定部３４３ｂとして機能する。第３判定処理ＳＡ１３３０では、インバーター制御部３４は、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧を計測し、計測された電圧が限界電圧以下であるか否かを判定する。計測部３４１により計測された電圧が限界電圧を上回る場合、第３判定処理ＳＡ１３３０の判定結果はＮｏ、即ち否定となる。計測部３４１により計測された電圧が限界電圧以下である場合、第３判定処理ＳＡ１３３０の判定結果はＹｅｓ、即ち肯定となる。

第３判定処理ＳＡ１３３０の判定結果が否定であれば、インバーター制御部３４は、第２減速処理ＳＡ１３５０を実行した後にブレーキ処理ＳＡ１３７０を実行する。第２減速処理ＳＡ１３５０では、インバーター制御部３４は、調整部３４３ｃとして機能する。第２減速処理ＳＡ１３５０では、インバーター制御部３４は、第２の値の示す期間に亘って、電動機２０の回転速度が所定の閾値以下となるようにインバーター部３３に含まれる複数のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御する。電動機２０が減速する過程において発生する回生電力によってキャパシター３２が充電される。

第３判定処理ＳＡ１３３０の判定結果が肯定であれば、インバーター制御部３４は、フリーラン処理ＳＡ１３６０を実行した後にブレーキ処理ＳＡ１３７０を実行する。フリーラン処理ＳＡ１３６０では、インバーター制御部３４は、調整部３４３ｃとして機能する。フリーラン処理ＳＡ１３６０では、インバーター制御部３４は、所定時間（本実施形態では、０．７秒）に亘って電動機２０をフリーラン状態とする。

図６乃至図１２は、本実施形態の効果を説明するための図である。図６乃至図１２における符号Ｔ０は、交流電源ＰＳの停電発生タイミングを、符号ＶＤＣはキャパシター３２に充電された直流電力の電圧を、符号ＩＭは電動機２０に流れる電流を、符号ＶＭは電動機２０の回転速度を、符号ＶＳはエスカレーター１０の運行速度を夫々示す。また、図６乃至図１２におけるＴｍは、電動機２０の減速制御が行なわれた時間の長さを、Ｔｓは停電発生からエスカレーター１０の運行が停止するまでに要した時間の長さを夫々意味する。

図６は、積載負荷が２００ｋｇ、４００ｋｇ、及び、５００ｋｇである場合におけるＤＯＷＮ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図６に示されるように、ＤＯＷＮ運行時に停電が発生した場合、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧を、減速制御開始時の電圧よりも高い状態に維持してエスカレーター１０の減速制御を完了できていることが判る。

図７乃至図１２は、ＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図７は、積載負荷が４００ｋｇ、５００ｋｇ、６００ｋｇ、及び、７００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図８は、積載負荷が８００ｋｇ、９００ｋｇ、１０００ｋｇ、及び、１１００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図９は、積載負荷が１２００ｋｇ、１３００ｋｇ、１４００ｋｇ、及び、１５００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図１０は、積載負荷が１６００ｋｇ、１７００ｋｇ、１８００ｋｇ、及び、１９００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図１１は、積載負荷が２０００ｋｇ、２１００ｋｇ、２２００ｋｇ、及び、２３００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。図１２は、積載負荷が２４００ｋｇ、２５００ｋｇ、２６００ｋｇ、２７００ｋｇ、及び、２８００ｋｇである場合におけるＵＰ運行時に停電が発生した場合のエスカレーター１０の動作を示す図である。

図７乃至図１２に示されるように、ＵＰ運行時には、積載負荷が４００ｋｇ～２４００ｋｇの範囲では、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧が少なくとも限界電圧に維持され、エスカレーター１０の減速制御を完了できていることが判る。図１２に示されるように、積載負荷が２５００ｋｇ以上のＵＰ運行では、高負荷の状況下での減速制御により多大な電力が消費され、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧は減速制御開始直後に限界電圧を下回り、電動機２０をフリーラン状態とした後にブレーキ５０による緊急停止が行なわれる。

本実施形態では、交流電源ＰＳの停電が発生した場合、制御装置４０からインバーター制御部３４に与えられるインバーター制御信号とは無関係に、インバーター３０の内部、即ち電動機２０の出力トルクを制御するトルク制御ループにおいて減速制御が開始されるので、特許文献１に開示された技術に比較して、停電発生から減速制御が開始されるまでの遅延を小さくすることができる。このため、本実施形態によれば、停電発生後に通常運行から減速制御に切り替わるまでの時間が従来よりも短くなり、停電発生時にキャパシター３２に充電されていた直流電力が無駄な通常運行に浪費されることが回避され、当該直流電力を減速制御に有効利用することができる。

一般に、キャパシター３２は、コンバーター部３１から出力される直流電力を平滑化するために設けられており、エスカレーター本体１１の緩やかな停止に十分な容量を有しているとは限らない。特に、ＵＰ運行時に停電が発生した場合、従来技術では、減速制御が開始される時点においてキャパシター３２に十分な直流電力は残っているとは限らなかった。これに対して、本実施形態では、ＵＰ運行時に停電が発生した場合であっても、停電の発生後、遅滞なく減速制御が開始されるので、十分な直流電力がキャパシター３２に残っている。ＵＰ運行時の停電に起因する減速制御では、積載負荷により電力のロスが大きくなるが、本実施形態によれば、キャパシター３２に充電された直流電力の電圧に応じて減速制御を実行する期間が調整されるので、積載負荷が２４００ｋｇ以下であれば、電動機２０が停止まで減速制御を継続することができる。また、本実施形態では、ＵＰ運行時とＤＯＷＮ運転時とで異なる制御を行なう必要がなく、電動機２０の減速制御のために乗込負荷を計測する必要もない。

上記にて説明したように、本実施形態によれば、停電の発生から減速制御の開始までの遅延を少なくしつつ、エスカレーター本体１１の運行を緩やかに停止させることが可能になる。

上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。また、本開示の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

上記実施形態における乗客コンベアはエスカレーターであったが、動く歩道であってもよい。本発明は、無端状に連結された複数の踏み段と、複数の踏み段を駆動する電動機と、電動機を駆動するインバーターと、を具え、インバーターが、外部の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバーター部と、コンバーター部の出力する直流電力を平滑化するためのキャパシターと、キャパシターにより平滑化された直流電力を交流電力に変換して電動機へ出力するインバーター部と、を有する乗客コンベアであれば適用が可能である。

上記実施形態における計測部３４１、第１判定部３４２、及び、減速制御部３４３は何れもソフトウェアモジュールであったが、計測部３４１、第１判定部３４２、及び、減速制御部３４３のうちの任意の１つ、複数或いは全部が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の電子回路で構成されたハードウェアモジュールであってもよい。

１０ エスカレーター
１１ エスカレーター本体
２０ 電動機
３０ インバーター
３１ コンバーター部
３２ キャパシター
３３ インバーター部
３４ インバーター制御部
３４１ 計測部
３４２ 第１判定部
３４３ 減速制御部
３４３ａ 第２判定部
３４３ｂ 第３判定部
３４３ｃ 調整部
３４３ｄ ブレーキ処理部
４０ 制御装置
５０ ブレーキ

Claims (3)

1. 無端状に連結された複数の踏み段と、
   前記複数の踏み段を循環駆動する電動機と、
   前記電動機と一対一で対応し、交流電源から第１交流電力が入力され、前記電動機を駆動する第２交流電力を発生させるインバーターと、を具え、
   前記インバーターは、
   前記第１交流電力を直流電力に変換するコンバーター部と、
   前記直流電力を平滑化するためのキャパシターと、
   前記キャパシターにより平滑化された前記直流電力を前記第２交流電力に変換して前記電動機へ出力するインバーター部と、
   前記コンバーター部及び前記インバーター部の作動制御を行なうインバーター制御部と、を具え、
   前記インバーター制御部は、
   前記キャパシターに充電された直流電力の電圧を計測する計測部と、
   前記計測部により計測された電圧が第１基準値以下であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記インバーター部に前記電動機を減速させる減速制御を実行する減速制御部と、
   を有し、
   前記電動機が利用者を第１階床から前記第１階床の上階床である第２階床へ搬送する方向に前記複数の踏み段を循環駆動している間に停電が発生したときに、前記第１判定部による判定結果が前記第１基準値以下であると、前記減速制御部は、前記インバーター部に前記電動機を減速させる減速制御を実行する、
   ことを特徴とする乗客コンベア。
2. 前記キャパシターは、前記電動機において発生する回生電力により充電され、
   前記減速制御部は、
   前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧に応じて前記減速制御を行なう期間の長さを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の乗客コンベア。
3. 前記減速制御部は、
   前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧が、前記第１基準値以下であるか否かを判定する第２判定部と、
   前記減速制御を開始した後に前記計測部により計測される電圧が、前記第１基準値よりも低い第２基準値以下であるか否かを判定する第３判定部と、
   前記第２判定部による判定結果が否定である場合には、前記期間の長さを第１の値に設定し、
   前記第２判定部による判定結果が肯定であり、且つ前記第３判定部による判定結果が否定である場合には、前記期間の長さを前記第１の値よりも小さい第２の値に設定し、
   前記第２判定部による判定結果が肯定であり、且つ前記第３判定部による判定結果が肯定である場合には、前記インバーター部から前記電動機への前記第２交流電力の供給を遮断することにより前記減速制御を中止する、調整部と、を更に有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の乗客コンベア。

Images